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유연소재 기반 웨어러블 센서 개발

유연소재 웨어러블 센서.png

기 개발된 웨어러블 디바이스는 대부분 딱딱한 형태를 가지고 있어 피부와의 접촉이 불안정하므로, 수신되는 생체신호 데이터의 안정성과 신뢰도를 확보하기 어렵습니다. 따라서 피부와 유사한 영률을 갖는 유연소재 기반의 웨어러블 센서를 개발하여 피부와의 안정된 접촉을 유지하며 신뢰도 높은 안정된 데이터를 수집 합니다. 동시에 유연소재 기반 집적회로를 설계하고, 수정된 반도체 공정 프로세스를 통해 초박형·초소형의 시스템을 구현합니다.

  • "Soft Microfluidic Assemblies of Sensors, Circuits, and Radios for the Skin” Science, 344(6179), 70-74 (2014)

  • “Epidermal Electronics with Advanced Capabilities in Near Field Communication” Small, 11(8), 906-912 (2015)

  • “Battery-free, stretchable optoelectronic systems for wireless optical characterization of the skin” Science Advances, 2(8), e1600418 (2016)

  • “Materials and Device Designs for an Epidermal UV Colorimetric Dosimeter with Near Field Communication Capabilities” Advanced Functional Materials, 27(2), 1604465 (2017)

무선통신 기반 생체신호 모니터링 시스템 응용

무선통신 기반 생체신호 모니터링 시스템 응용.png

무선 통신 시스템은 주로 RF 대역의 주파수를 사용하며 주파수 대역에 따라 데이터/전력 송수신 가용거리가 달라집니다. 따라서 최적화된 하드웨어 및 소프트웨어 시스템을 구현하여 단거리(NFC; 13.56MHz), 중거리(Bluetooth/Wi-Fi; 2.4GHz), 장거리(LoRa:WLAN; 900MHz) 등 다양한 무선통신 시스템들을 목적에 따라 선택적인 응용을 가능하게 합니다. 또한 소모전력, 통신거리, 데이터전송량 등 특성의 효율을 극대화할 수 있는 시스템을 설계합니다.

  • “Battery-Free, Wireless Sensors for Full-Body Pressure and Temperature Mapping” Science Translational Medicines, 10(435), eaan4950 (2018)

  • "Wireless, Skin-Mountable EMG Sensor for Human–Machine Interface Application" Micromachines, 10(12), 879 (2019)

  • "Assembly-type wireless communication patch for miniaturized flexible wearable sensors" Advanced Materials Technologies, in press 

바이오소자 기반 의공학·생의학 분야 응용 연구

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웨어러블 소자가 의료 소자로 실사용 되기 위해서는 높은 신뢰성을 필요로 합니다. 따라서 생체에 적합한 소재를 사용하고, 이물 반응을 최소화하기 위해 소자를 소형화 하며, 생체에 의한 전자기적 특성 영향을 최소화 하는 시스템 단위의 소자들을 설계하고 있습니다. 제작된 모듈은 동물실험, 임상실험을 거쳐 제품화를 목표로 하며, 이를 위해 모듈 제작, 패키징을 비롯한 다양한 실용화 연구를 진행하고 있습니다. 

  • “Bioresorbable Silicon Electronic Sensors for the Brain” Nature, 530, 71-76 (2016)

  • “Flexible near field wireless optoelectronics as subdermal implants for broad applications in optogenetics” Neuron, 93, 509-521 (2017)

  • "Wireless, Battery-free, Flexible, Miniaturized Dosimeters Monitor Exposure to Solar Radiation and to Light for Phototherapy" Science Translational Medicine, 10, eaau1643 (2018)

  • “Wireless bioresorbable electronic system enables sustained nonpharmacological neuroregenerative therapy” Nature Medicine, 24, 1830-1836 (2018)

  • "Binodal, wireless epidermal electronic systems with in-sensor analytics for neonatal intensive care" Science, 363(6430), eaau0780 (2019)

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